더 강한 3D 프린트를 위한 브릭 레이어

압출 설정을 완벽하게 조정하고, 필라멘트도 잘 건조해뒀는데도… 출력물에 약간의 힘만 가해도 층 사이로 쩍 하고 갈라지는 경험, 해보셨나요? 보기에는 완벽해 보이지만, 실제로는 구조적으로 약한 출력물. 바로 FDM 프린팅의 치명적인 단점 중 하나인 층 간 접착력 부족이 문제입니다.

하지만 최근, 이 문제를 똑똑하게 해결하는 방법이 엔지니어들과 하드코어 취미 사용자들 사이에서 입소문을 타고 있습니다. 이름하여 브릭 레이어 3D 프린팅(Brick Layer 3D Printing)입니다.

이 방식은 마치 벽돌을 쌓듯이 각 층의 인필(infill)과 외벽(wall) 패턴을 교차로 배치함으로써 응력이 한 줄로 집중되지 않게 퍼뜨려 주고, 구조적 약점을 획기적으로 줄여줍니다. 별도의 특수 필라멘트도, 고가 업그레이드도 필요 없습니다. 단지 슬라이싱 방식만 바꾸면 되는 스마트한 방법이죠. 반복되는 출력 실패에 지치셨나요? 실험 없이 그냥 잘 되는 출력물을 원하시나요? 그렇다면, 저희 전문 3D 프린팅 서비스가 그 복잡한 과정을 대신 해결해드립니다. 출력 품질과 강도, 저희가 책임지겠습니다!

3D 프린팅에서 브릭 레이어 슬라이싱이란?

브릭 레이어 슬라이싱, 일명 staggered infill 또는 alternating infill은 내부 구조 또는 셸 경로를 각 레이어마다 오프셋 시켜, 벽돌을 쌓는 방식처럼 배열하는 슬라이싱 기법입니다.

레이어를 위에서 아래로 완벽하게 수직 정렬하는 대신, 이 방식은 매 레이어마다 패턴을 번갈아가며 이동시킵니다. 이렇게 하면 일직선상의 약점을 없애고 스트레스가 집중되는 지점을 분산시킬 수 있습니다.

실제 강도 테스트: 브릭 레이어 vs 일반 인필

CNC Kitchen에서 진행한 테스트에서, 동일한 PLA 및 PETG 브래킷 두 개를 출력했습니다. 하나는 일반 인필 방식으로, 다른 하나는 브릭 레이어 패턴(계단식 인필)으로 출력했습니다. 그 결과는?

하드웨어 부품 하나 바꾸지 않고도 강도가 무려 14% 가까이 향상되었습니다.

출처:  cnckitchen.com

브릭 레이어 슬라이싱, 특허가 있었을까요?

하드웨어를 바꾸지 않고 부품의 강도를 높일 수 있는 기술이라면, 분명 상업적 가치가 있고 특허로 보호받을 가능성도 높습니다. 실제로 1990년대에 Stratasys는 압출 라인을 오프셋하여 부품 강도를 높이는 브릭 레이어 방식의 일종을 특허로 등록했었습니다. 이 특허는 2016년에 만료되어, 누구나 자유롭게 사용할 수 있게 되었습니다.

그런데 2020년에 미국에서 비슷한 아이디어로 다시 특허가 등장하면서, 최소한 미국 내에서는 상업적 사용에 대한 논란의 여지가 생겼습니다.

하지만 좋은 소식이 있습니다. 대부분의 메이커, 취미 사용자, 비상업적 용도라면 전혀 문제없습니다. 미국 외 국가에서는 아무런 제약도 없습니다. 그러니 혹시 망설이고 있었다면 지금이 기회입니다. 브릭 레이어 슬라이싱, 이제는 누구나 자유롭게 활용할 수 있습니다.

브릭 레이어 슬라이싱 사용 방법

1. 슬라이서 소프트웨어 열기

Cura, PrusaSlicer, Bambu Studio, OrcaSlicer 등 출력 준비에 사용하는 소프트웨어를 실행하세요.

2. 호환 가능한 인필 패턴 선택하기

다음과 같은 인필 패턴을 사용하세요:

Gyroid나 Cubic 같은 패턴은 이미 3D로 분포되어 있어서 큰 효과가 없습니다.

3.  레이어 교차 또는 오프셋 활성화하기

Cura:

● 인필 설정(Infill Settings)으로 이동

● 인필 레이어 교차 기능 켜기 (고급 설정에 있을 수 있음)

● 추가 팁: 외곽선을 위해 ‘Alternate Extra Wall’을 켜서 외곽도 교차시킬 수 있습니다.

PrusaSlicer:

● 출력 설정  → 인필

●  매 레이어마다 인필 교차 활성화

Bambu Studio / OrcaSlicer:

● 인필 레이어 교차  또는 지그재그 레이어 결합  옵션 찾기

● 추가로 ‘Staggered Shells’ 옵션을 켜면 강도를 더 높일 수 있습니다.

4. 인필 밀도 조절 (선택 사항이지만 효과적)

30~40% 정도의 더 조밀한 인필이 이 기법의 효과를 극대화하며, 특히 기능성 부품에 적합합니다.

5. 슬라이스 후 레이어 미리보기 확인

미리보기로 인필 패턴이 층마다 벽돌처럼 오프셋되어 있는지 확인하세요.

수직선이 없으면 좋고, 교차된 이음새가 더 좋습니다.

6.  출력, 테스트 및 유연성 확인

출력을 시작하고 층간 접착력과 강도를 확인해 보세요. 특히 브래킷, 클램프, 또는 하중을 견뎌야 하는 부품을 출력할 때 그 차이를 분명히 느낄 수 있을 것입니다.

브릭 레이어 슬라이싱은 적은 노력으로 큰 효과를 보는 기술로, FDM 출력물의 강도를 크게 향상시킵니다. 하중을 받는 프로토타입이나 기능성 완제품 부품을 설계하든, 이 최적화 방법은 분명히 시간을 투자할 가치가 있습니다.

일관되게 강하고 정밀한 부품을 원하면서 시행착오를 줄이고 싶은 제작자와 전문가를 위해, JLC3DP는 전문 3D 프린팅 서비스를 제공하며 당신의 디자인이 외관만큼이나 견고하도록 보장합니다.